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구조체

Wave 언어의 구조체는 사용자 정의 데이터 타입을 선언하기 위한 문법 요소이며, 서로 다른 타입의 값을 하나의 집합으로 묶어 표현할 수 있도록 설계되어 있습니다. 구조체는 값 타입(value type)으로 동작하며, 모든 필드는 명시적으로 타입을 가져야 하고, 모든 필드의 초기값은 구조체 생성 시 반드시 제공되어야 합니다.

구조체 선언 문법​

구조체는 struct 키워드를 사용하여 선언합니다. 구조체의 이름은 파스칼 표기법(PascalCase)을 사용하며, 구조체 본문에는 하나 이상의 필드를 선언할 수 있습니다. 필드는 이름: 타입; 형식으로 작성합니다. 모든 필드 선언 뒤에는 세미콜론이 필요합니다.

struct Box {
    size: i32;
    weight: f32;
}

구조체 선언 시 필드의 순서는 메모리 배치 순서와 동일하게 사용됩니다. 구조체 내부에는 필드 선언만 허용되며, 함수나 메서드는 포함될 수 없습니다.

구조체 생성 문법​

구조체는 구조체 이름을 이용한 리터럴 형식으로 생성합니다. 구조체 리터럴은 StructName { 필드명: 값; ... } 형식을 사용하며, 정의된 모든 필드는 반드시 초기화해야 합니다. 초기화 시 필드의 순서는 선언 순서와 동일할 필요는 없습니다.

var b: Box = Box {
    size: 42;
    weight: 10.5;
};

초기화 시 누락된 필드가 존재하면 컴파일 오류가 발생합니다. 초기화 시 제공하는 값의 타입은 구조체에서 정의한 타입과 정확히 일치해야 하며, 암묵적 변환은 허용되지 않습니다.

구조체 필드 접근 문법​

구조체의 필드는 점 표기법(dot notation)을 통해 접근합니다. 필드 접근은 읽기 연산과 쓰기 연산 모두에 동일하게 사용되며, 존재하지 않는 필드 이름을 사용하면 컴파일 오류가 발생합니다.

println("Size: {}", b.size);
println("Weight: {}", b.weight);

구조체 변수는 값 타입으로 동작하기 때문에 구조체 전체를 대입하거나 함수 인자로 전달할 때 구조체의 모든 필드가 복사됩니다.

구조체 메서드 정의 문법​

Wave 언어는 구조체 자체 안에 메서드를 포함하지 않으며, proto 키워드를 사용하여 구조체에 메서드를 연결합니다. proto 블록은 특정 구조체에 속한 함수 집합을 선언하는 영역입니다. proto 내부의 함수는 구조체 인스턴스를 가리키기 위해 첫 번째 매개변수로 self를 사용합니다. self는 구조체 전체 값을 전달받으며, 이는 값 복사 방식으로 처리됩니다.

proto Box {
    fun print(self) {
        println("size={}, weight={}", self.size, self.weight);
    }

    fun added_size(self, x: i32) -> i32 {
        return self.size + x;
    }
}

proto 블록은 구조체 선언과 같은 파일에 위치할 필요는 없으며, 여러 proto 블록을 통해 동일한 구조체에 추가적인 메서드를 정의할 수 있습니다. 메서드 호출은 일반적인 함수 호출과 동일하며, 구조체 인스턴스를 대상으로 점 표기법을 이용하여 호출합니다.

b.print();
var n: i32 = b.added_size(5);

함수 인자로서의 구조체 사용​

구조체는 함수 인자로 전달될 때 값 복사 방식으로 처리됩니다. 구조체 내부의 필드를 수정하더라도 호출한 쪽의 구조체 인스턴스에는 영향을 미치지 않습니다.

fun calc(box: Box) -> i32 {
    return box.size * 2;
}

함수에서 구조체를 반환할 경우에도 동일하게 값 복사가 발생합니다.

중첩 구조체(Nested Struct)​

Wave에서는 구조체 내부의 필드 타입으로 다른 구조체를 사용할 수 있습니다. 구조체는 완전한 타입이기 때문에 하나의 구조체가 다른 구조체를 포함하는 형태로 중첩하여 사용할 수 있습니다.

struct Position {
    x: i32;
    y: i32;
}

struct Player {
    name: str;
    pos: Position;
}

중첩된 구조체는 점 표기법을 연속으로 사용하여 내부 필드를 접근할 수 있습니다.

var p: Player = Player {
    name: "Alice";
    pos: Position { x: 10; y: 20; };
};

println("Player X: {}", p.pos.x);
println("Player Y: {}", p.pos.y);

구조체 리터럴 내부에서 또 다른 구조체 리터럴을 중첩하여 작성할 수 있으며, 이 경우에도 모든 필드 초기화 규칙이 동일하게 적용됩니다.

구조체 배열​

구조체는 배열의 원소 타입으로도 사용할 수 있습니다. 배열의 문법은 array<타입, 길이> 형식을 사용하며, 구조체 타입을 그대로 배열의 요소로 지정할 수 있습니다.

var players: array<Player, 3> = [
    Player { name: "A"; pos: Position { x: 1; y: 2; }; },
    Player { name: "B"; pos: Position { x: 3; y: 4; }; },
    Player { name: "C"; pos: Position { x: 5; y: 6; }; }
];

구조체 배열의 각 원소에 접근할 때는 먼저 배열 인덱스를 사용하고, 이후 점 표기법으로 구조체 필드를 접근합니다.

println("Second Player X: {}", players[1].pos.x);

구조체의 기본 연산 가능 여부​

Wave의 구조체는 사용자 정의 타입이기 때문에 산술 연산이나 비교 연산 등에 자동으로 참여할 수 없습니다. 구조체의 동등성 비교나 해싱, 정렬 등을 수행하려면 proto 블록을 통해 관련 기능을 직접 구현해야 합니다. 구조체끼리의 연산자는 Wave 언어에서 자동 제공되지 않으며, 연산이 필요한 경우 반드시 함수나 메서드로 정의해야 합니다.